Plivačka bešika. Plivačka bešika i hidrodinamičke karakteristike riba

Karakteristični znaci hordati:

• troslojna struktura;
• sekundarna tjelesna šupljina;
• izgled akorda;
• osvajanje svih staništa (vode, zemlje i vazduha).

Tokom evolucije, organi su se poboljšali:

• pokreti;
• reprodukcija;
• disanje;
• cirkulacija krvi;
• varenje;
• osjecanja;
• nervni (regulišu i kontrolišu rad svih organa);
• promijenjene karoserije.

Biološko značenje svih živih bića:

opšte karakteristike

live— slatkovodna tijela; u morskoj vodi.

Životni vijek- od nekoliko mjeseci do 100 godina.

Dimenzije- od 10 mm do 9 metara. (Ribe rastu cijeli život!).

Težina- od nekoliko grama do 2 tone.

Ribe su najstariji proto-akvatični kralježnjaci. Oni mogu živjeti samo u vodi; većina vrsta su dobri plivači. Klasa riba u procesu evolucije nastala je u vodena sredina, povezan sa njom karakteristike strukture ovih životinja. Glavni tip translacijskog pokreta su bočni talasni pokreti zbog kontrakcija mišića repa ili cijelog tijela. Prsna i trbušna uparena peraja služe kao stabilizatori, koriste se za podizanje i spuštanje tijela, zaustavljanje skretanja, sporo glatko kretanje i održavanje ravnoteže. Neuparene leđne i repne peraje djeluju kao kobilica, dajući stabilnost tijelu ribe. Sluzni sloj na površini kože smanjuje trenje i potiče brzo kretanje, a također štiti tijelo od uzročnika bakterijskih i gljivičnih bolesti.

Vanjska struktura ribe

Bočna linija

Organi bočne linije su dobro razvijeni. Bočna linija opaža smjer i jačinu toka vode.

Zahvaljujući tome, čak i kada je zaslijepljen, ne nailazi na prepreke i može uhvatiti plijen u pokretu.

Unutrašnja struktura

Skeleton

Kostur je oslonac za dobro razvijene prugasto-prugaste mišiće. Neki segmenti mišića su djelimično obnovljeni, formirajući mišićne grupe u glavi, čeljustima, škržnim poklopcima, prsnim perajima itd. (očni, epibranhijalni i hipobranhijalni mišići, mišići parnih peraja).

plivajuća bešika

Iznad crijeva je vrećica tankih stijenki - plivačka bešika, ispunjena mješavinom kisika, dušika i ugljičnog dioksida. Mjehur je nastao iz izraslina crijeva. Glavna funkcija plivajućeg mjehura je hidrostatička. Promjenom pritiska plinova u plivačkom mjehuru, riba može promijeniti dubinu svog ronjenja.

Ako se volumen plivaćeg mjehura ne promijeni, riba je na istoj dubini, kao da visi u vodenom stupcu. Kada se volumen mjehurića poveća, riba se diže. Prilikom spuštanja dolazi do obrnutog procesa. Plivački mjehur nekih riba može sudjelovati u razmjeni plinova (kao dodatni respiratorni organ), služiti kao rezonator pri proizvodnji različitih zvukova itd.

Tjelesna šupljina

Organski sistem

Digestive

Probavni sistem počinje ustima. Kod smuđa i drugih grabežljivaca koštane ribe na vilicama i mnogim kostima usnoj šupljini Postoje brojni mali oštri zubi koji pomažu da se uhvati i zadrži plijen. Nema mišićavog jezika. Kroz ždrijelo u jednjak, hrana ulazi u veliki želudac, gdje se počinje probavljati pod utjecajem klorovodične kiseline i pepsina. Djelomično probavljena hrana ulazi u tanko crijevo, gdje se prazni kanali gušterače i jetre. Potonji luči žuč, koja se nakuplja u žučnoj kesi.

Na početku tankog crijeva u njega se ulijevaju slijepi procesi zbog kojih se povećava žljezdana i apsorptivna površina crijeva. Nesvareni ostaci se izlučuju u stražnje crijevo i uklanjaju kroz anus.

Respiratorni

Dišni organi - škrge - nalaze se na četiri škržna luka u obliku niza jarkocrvenih škržnih vlakana, prekrivenih izvana brojnim tankim naborima, povećavajući relativnu površinu škrga.

Voda ulazi u usta ribe, filtrira se kroz škržne proreze, ispire škrge i izbacuje se ispod škržnog poklopca. Razmjena plinova se odvija u brojnim škržnim kapilarama, u kojima krv teče prema vodi koja ispire škrge. Ribe mogu apsorbirati 46-82% kisika otopljenog u vodi.

Nasuprot svakom redu škržnih vlakana nalaze se bjelkaste škržne grabulje sa veliki značaj za hranjenje riba: kod nekih formiraju filterski aparat odgovarajuće strukture, u drugima pomažu u zadržavanju plijena u usnoj šupljini.

Krv

Cirkulatorni sistem se sastoji od dvokomornog srca i krvnih sudova. Srce ima pretkomoru i komoru.

izlučivanje

Ekskretorni sistem predstavljen je sa dva tamnocrvena trakasta pupoljka, koja leže ispod kičmenog stuba gotovo duž cijele tjelesne šupljine.

Bubrezi filtriraju otpadne tvari iz krvi u obliku urina, koji kroz dva mokraćovoda prolazi u mjehur, koji se otvara prema van iza anusa. Značajan dio toksičnih produkata raspadanja (amonijak, urea, itd.) izlučuje se iz tijela kroz škržne filamente ribe.

Nervozan

Nervni sistem izgleda kao šuplja cijev zadebljana sprijeda. Njegov prednji kraj čini mozak, koji ima pet dijelova: prednji mozak, diencephalon, srednji mozak, mali mozak i duguljastu moždinu.

Centri različitih čulnih organa nalaze se u različitim dijelovima mozga. Šupljina unutar kičmene moždine naziva se kičmeni kanal.

Organi čula

Okusni pupoljci, ili okusni pupoljci, nalaze se u sluzokoži usne šupljine, na glavi, antenama, izduženim zracima peraja i rasuti su po cijeloj površini tijela. Taktilna tjelešca i termoreceptori su rasuti u površinskim slojevima kože. Receptori elektromagnetnog čula koncentrisani su uglavnom na glavi ribe.

Dva velike oči nalaze se sa strane glave. Sočivo je okruglo, ne mijenja oblik i gotovo dodiruje spljoštenu rožnjaču (zbog toga su ribe kratkovidne i ne vide dalje od 10-15 metara). Kod većine koštanih riba, mrežnica sadrži štapiće i čunjeve. To im omogućava da se prilagode promjenjivim svjetlosnim uvjetima. Većina koštanih riba ima vid u boji.

Organi sluha predstavljen samo unutrašnjim uhom, ili membranoznim labirintom, koji se nalazi desno i lijevo u kostima stražnjeg dijela lubanje. Zvučna orijentacija je vrlo važna za vodene životinje. Brzina širenja zvuka u vodi je skoro 4 puta veća nego u zraku (i bliska je zvučnoj propusnosti tkiva ribljeg tijela). Stoga čak i relativno jednostavan organ sluha omogućava ribama da percipiraju zvučne valove. Organi sluha su anatomski povezani sa organima ravnoteže.

Niz rupa se proteže duž tijela od glave do repnog peraja - bočna linija. Rupe su povezane sa kanalom uronjenim u kožu, koji se snažno grana na glavi i formira složenu mrežu. Bočna linija je karakterističan osjetilni organ: zahvaljujući njoj ribe percipiraju vibracije vode, smjer i jačinu struje i valove koji se reflektiraju od raznih predmeta. Uz pomoć ovog organa, ribe se kreću u vodenim tokovima, percipiraju smjer kretanja plijena ili grabežljivaca i ne sudaraju se s čvrstim predmetima u jedva prozirnoj vodi.

Reprodukcija

Ribe se razmnožavaju u vodi. Većina vrsta polaže jaja, oplodnja je vanjska, ponekad unutrašnja, iu tim slučajevima se uočava živost. Razvoj oplođenih jaja traje od nekoliko sati do nekoliko mjeseci. Larve koje izlaze iz jaja imaju ostatak žumančane vreće sa rezervom hranljive materije. U početku su neaktivni i hrane se samo ovim tvarima, a zatim se počinju aktivno hraniti raznim mikroskopskim vodenih organizama. Nakon nekoliko sedmica, larva se razvija u malu ribu prekrivenu krljuštima koja podsjeća na odraslu ribu.

Mrijest ribe se odvija u drugačije vrijeme godine. Većina slatkovodne ribe polaže jaja među vodenih biljaka u plitkoj vodi. Plodnost riba u prosjeku je mnogo veća od plodnosti kopnenih kralježnjaka, što je povezano s velikim gubitkom jaja i mlađi.

Plivački mjehur je karakterističan za većinu koštanih riba. Embrionalno se pojavljuje kao izdanak dorzalne strane probavne cijevi. Kod mnogih vrsta se gubi veza između mjehura i jednjaka (zatvorena vezikalna riba), ali se kod nekih održava doživotno (otvorena vezikalna riba). Plivački mjehur obavlja uglavnom hidrostatsku funkciju, što je uzrokovano promjenom volumena plinova u mjehuru i, posljedično, dovodi do promjene gustoće tijela ribe. Kod otvorenih vezikalnih riba promjena volumena mjehura postiže se kompresijom ili, obrnuto, širenjem pri gutanju zraka; u zatvorenim vezikulama apsorpcijom ili, obrnuto, oslobađanjem plinova posebnom mrežom kapilara plinske žlijezde (čudesni pleksus). Gas koji ispunjava plivajuću bešiku je pretežno azot. Kod nekih riba plivačka bešika je povezana sistemom kostiju (tzv. Veberov aparat) sa unutrašnjim uhom - membranoznim labirintom. Uz njegovo učešće, promjene u volumenu mjehura povezane s promjenama položaja ribe u vodenom stupcu prenose se na polukružne kanale unutrašnjeg uha, tj. organ ravnoteže. Osim toga, Weber uređaj prenosi zvukove. koji se percipiraju površinom tijela, rezoniraju u plivačkom mjehuru i prenose se do slušnog organa (membranozni labirint). Općenito, pojava plivačke bešike je vjerovatno posljedica težine tijela ribe zbog formiranja koštanog skeleta.

PLIVAČKI MJEH I HIDRODINAMIČKE OSOBINE RIBA

Uzgon ribe (omjer gustine tijela ribe i gustine vode) može biti neutralan (0), pozitivan ili negativan. Kod većine vrsta uzgona se kreće od +0,03 do –0,03. Uz pozitivnu plovnost, ribe isplivaju na površinu, s neutralnim plutanjem plutaju u vodenom stupcu, a s negativnim uzgonom tonu.

Rice. 10. Cyprinidae plivačka bešika.

Neutralna uzgona (ili hidrostatička ravnoteža) u ribi se postiže:

1) korišćenje plivačke bešike;

2) hidratacija mišića i posvjetljenje skeleta (in dubokomorske ribe)

3) nagomilavanje masti (ajkule, tunjevina, skuša, iverak, gobi, vugar itd.).

Većina riba ima plivajuću bešiku. Njegova pojava povezana je s pojavom koštanog skeleta, što povećava specifičnu težinu koštane ribe. Ribe hrskavice nemaju plivajuću bešiku; koštane ribe ih nemaju u ribama koje žive na dnu (gobi, iverak, grudnjak), dubokomorskim ribama i nekim brzoplivajućim vrstama (tuna, palamida, skuša). Dodatna hidrostatska naprava kod ovih riba je sila dizanja koja nastaje zbog mišićnih napora.

Plivački mjehur nastaje kao rezultat izbočenja dorzalne stijenke jednjaka, a njegova glavna funkcija je hidrostatička. Plivaća bešika takođe opaža promene pritiska i direktno je povezana sa organom sluha, budući da je rezonator i reflektor zvučnih vibracija. Kod vijuna, plivačka bešika je prekrivena koštanom kapsulom, izgubila je hidrostatičku funkciju i stekla je sposobnost uočavanja promena atmosferski pritisak. Kod plućnjaka i koštanih ganoida plivački mjehur obavlja funkciju disanja. Neke ribe su sposobne da ispuštaju zvukove koristeći svoju plivajuću bešiku (bakalar, oslić).

Plivačka bešika je relativno velika elastična vreća koja se nalazi ispod bubrega. Dešava se:

1) nespareni (većina riba);

2) uparene (dubake i višeperjane).

Mnoge ribe imaju jednokomorni plivački mjehur (losos), neke vrste imaju dvokomorni (cyprinidae) ili trokomorni (bug), komore komuniciraju jedna s drugom. Kod velikog broja riba, slijepi procesi se protežu od plivajućeg mjehura, povezujući ga s unutrašnjim uhom (haringa, bakalar itd.).

Plivački mjehur je ispunjen mješavinom kisika, dušika i ugljičnog dioksida. Odnos gasova u plivačkom mjehuru riba varira i ovisi o vrsti ribe, dubini staništa, fiziološkom stanju itd. Kod dubokomorskih riba plivaći mjehur sadrži znatno više kisika nego kod vrsta koje žive bliže površini. Ribe s plivajućim mjehurom dijele se na otvoreno-vezikalne i zatvoreno-vezikalne. Kod otvorenih mehurića, plivačka bešika je povezana sa jednjakom preko vazdušnog kanala. To uključuje plućne ribe, višeperje, hrskavične i koštane ganoide i teleoste - u obliku haringe, šarana, u obliku štuke. Kod atlantske haringe, papaline i inćuna, pored uobičajenog vazdušnog kanala, postoji i drugi kanal iza anusa, koji povezuje zadnji deo plivaće bešike sa spoljašnje okruženje. Kod zatvoreno-vezikalnih riba nema zračnog kanala (smuđ, bakalar, cipal, itd.). Početno punjenje plivačke bešike gasovima kod ribe se dešava kada larva proguta atmosferski vazduh. Tako se kod larvi šarana to događa 1-1,5 dana nakon izleganja. Ako se to ne dogodi, razvoj larve je poremećen i ona umire. Kod zatvoreno-vezikalnih riba, plivački mjehur na kraju gubi kontakt s vanjskim okruženjem; kod otvorenih vezikalnih riba, zračni kanal ostaje netaknut tijekom cijelog života. Regulacija zapremine gasova u plivačkom mjehuru riba sa zatvorenim mjehurom odvija se pomoću dva sistema:

1) gasna žlezda (puni bešiku gasovima iz krvi);

2) ovalan (apsorbuje gasove iz bešike u krv).

Gasna žlezda je sistem arterijskih i venskih sudova koji se nalaze u prednjem delu plivačke bešike. Ovalno područje u unutrašnjoj sluznici plivačke bešike sa tankim zidovima, okruženo mišićnim sfinkterom, nalazi se na zadnjoj strani mjehura. Kada se sfinkter opusti, gasovi iz plivajuće bešike ulaze u srednji sloj njenog zida, gde se nalaze venske kapilare i difunduju u krv. Količina apsorbiranih plinova regulirana je promjenom veličine ovalne rupe.

Kada zarone zatvoreno-vezikalne ribe, volumen plinova u njihovom plivajućem mjehuru se smanjuje, a ribe stječu negativnu uzgonu, ali kad dosegnu određenu dubinu, prilagođavaju se tome ispuštajući plinove u plivajući mjehur kroz plinsku žlijezdu. Kada se riba diže, kada se pritisak smanjuje, volumen plinova u plivačkom mjehuru se povećava, njihov višak se apsorbira kroz oval u krv, a zatim odvodi u vodu kroz škrge. Otvoreno-vezikalne ribe nemaju oval, višak plinova se izbacuje kroz zračni kanal. Većina otvoreno-vezikalnih riba nema plinsku žlijezdu (haringa, losos). Izlučivanje plinova iz krvi u mjehur je slabo razvijeno i vrši se pomoću epitela koji se nalazi na unutrašnjem sloju mjehura. Mnoge otvorene mehuriće ribe hvataju zrak prije ronjenja kako bi osigurale neutralnu plovnost na dubini. Međutim, tokom snažnih ronjenja to nije dovoljno, a plivački mjehur je ispunjen plinovima koji dolaze iz krvi.

Jedna od omiljenih poslastica ribara je riblja plivačka bešika, pečena na vatri... ali, naravno, priroda nije stvorila ovaj organ za ljudsku zabavu. I za šta?

Odgovor je očigledan: ribama je potrebna plivačka bešika da bi plivale – tačnije, da bi se zadržale na određenoj dubini. Ovo je nešto poput prirodnog hidrostatskog senzora.

Zamislimo da je riba potonula malo dublje. Pritisak vode na njeno tijelo se odmah povećao. Zbog povećanja pritiska, plivačka bešika počinje da se skuplja, izbacujući vazduh iz sebe - i to se dešava automatski; ribe nisu u stanju da kontrolišu ovaj proces svojevoljno.

Kao što se sjećamo iz školskog kursa fizike, zrak je lakši od vode. Stoga, ako se količina zraka u mjehuru smanjila, riba je postala nešto teža i lakše je potonuti. Da je njena težina konstantna, morala bi uložiti mnogo truda da potone, ali moglo bi se reći da balon za nju radi pola posla.

Nervni završeci koji probijaju bešiku prenose se na centralni nervni sistem odgovarajućim signalima, zahvaljujući kojima riba osjeća na kojoj se dubini nalazi, kakav pritisak doživljava i u skladu s tim prilagođava svoje kretanje.

Ako se riba diže, onda se sve događa upravo suprotno: pritisak vode na tijelo ribe se smanjuje, plivajući mjehur se širi, uvlačeći zrak. Težina ribe se smanjuje i postaje joj lakše da se diže.

Ova funkcija plivačkog mjehura objašnjava zašto ga dubokomorske ribe i one koje vode način života na dnu nemaju - zašto im treba ako nikada ne pokušaju izroniti!

Međutim, hidrostatika je glavna, ali ne i jedina funkcija plivajućeg mjehura. Ribe se smatraju "modelom" tišine, ali ihtiolozi se nikada neće složiti s tim. Ribe su prilično sposobne slati signale svojoj vrsti, pretvarajući vibracije vode u zvučne valove - a to rade i uz pomoć plivačke bešike.

Kako je riba stekla tako korisnu akviziciju?

Embrionalni razvoj daje odgovor na ovo pitanje. Plivački mjehur nastaje iz izraslina crijevne cijevi. Općenito, to nije iznenađujuće, jer prva stvar koja se formirala u najstarijim višećelijskim organizmima bila je crijevna šupljina; drugi organi su, na ovaj ili onaj način, morali doći iz nje. Ali moguće su i dalje opcije: prolaz između crijeva i plivačkog mjehura zaraste kod nekih vrsta riba, dok je kod drugih očuvan. To se odražava u klasifikaciji riba: znanstvenici prve nazivaju fizoklistima (zatvoreni vezikalni), a drugi - fizostomi (otvoreni vezikalni). Kod fizioklista, plinovi ulaze u mjehur iz krvi kroz crveno tijelo - skup kapilara na njegovom zidu, a kod fizostoma - kroz crijeva; oni jednostavno gutaju zrak.

Inače, ekspanzija sa uvlačenjem vazduha, kompresija sa izbacivanjem, a kod otvorenih i kroz usta... zar vas ovo ni na šta ne podseća? Lagan, naravno! Da, plivačka bešika je evolucijski „predak“ pluća koja su stekle kopnene životinje, uključujući i nas.

Ribe su ogromna grupa kralježnjaka koji žive u vodi. Njihova glavna karakteristika diše na škrge. Za kretanje u tečnom okruženju, ove životinje koriste širok izbor uređaja. Plivački mjehur je najvažniji hidrostatski organ koji regulira dubinu uranjanja, a također je uključen u disanje i stvaranje zvuka.

Plivački mjehur je najvažniji hidrostatski organ koji regulira dubinu ronjenja ribe

Razvoj i struktura hidrostatskog organa

Formiranje ribljeg mjehura počinje u ranoj fazi razvoja. Jedan od dijelova rektuma, modificiran u neku vrstu izraslina, vremenom se puni plinovima. Da bi to učinili, mlade isplivaju i ustima hvataju zrak. S vremenom se kod nekih riba gubi veza između mjehura i jednjaka.

Riba sa vazdušnom komorom dijele se na dvije vrste:

1. Otvoreni mjehuri mogu kontrolirati punjenje pomoću posebnog kanala koji komunicira sa crijevima. Mogu brže da se penju i spuštaju, a po potrebi ustima uzimaju vazduh iz atmosfere. Većina koštanih riba pripada ovoj vrsti, na primjer: šaran i štuka.
2. Zatvoreni mjehuri imaju zatvorenu komoru koja nema direktnu komunikaciju sa vanjskim svijetom. Nivo gasa se kontroliše pomoću cirkulatorni sistem. Vazdušni mjehur ribe je isprepleten mrežom kapilara (crveno tijelo), koje su sposobne polako upijati ili ispuštati zrak. Predstavnici ove vrste su bakalar i smuđ. Ne mogu sebi priuštiti brze promjene u dubini. Kada se odmah izvadi iz vode, takva riba postaje jako napuhana.

Vazdušni mjehur u ribama je šupljina sa providnim elastičnim zidovima.

Prema svojoj strukturi razlikuju se:

• jednokomorni;
• dvokomorni;
• trokomorni.

U pravilu većina riba ima jedan organ, ali kod plućnjaka je uparen. Duboke vrste mogu se snaći s vrlo malim mjehurićima.

Funkcije plivačke bešike

Plivački mjehur u tijelu ribe jedinstven je i višenamjenski organ. To čini život mnogo lakšim i štedi mnogo energije.

Glavna, ali ne i jedina funkcija je hidrostatički efekat. Za lebdenje na određenoj dubini potrebno je da gustina tijela odgovara okruženje. Vodene ptice bez zračne komore koriste konstantno djelovanje svojih peraja, što dovodi do nepotrebne potrošnje energije.

Šupljina komore se ne može proizvoljno širiti i skupljati. Prilikom ronjenja pritisak na tijelo se povećava i ono se skuplja, shodno tome se smanjuje volumen plina, a povećava se ukupna gustoća. Riba lako tone na željenu dubinu. Kada se riba podigne do gornjih slojeva vode, pritisak slabi i mjehur se širi poput balona, ​​gurajući životinju prema gore.

Pritisak plina na zidove komore stvara nervne impulse koji uzrokuju kompenzacijske pokrete mišića i peraja. Koristeći takav sistem, pecajte bez poseban napor pluta na željenoj dubini, štedeći do 70% energije.

Dodatne funkcije:

Tako jednostavan, na prvi pogled, organ je nezamjenjiv i vitalan aparat.

Riba bez vazdušne komore

Iz opisa plivačke bešike jasno je da kako je savršen i multifunkcionalan. Uprkos tome, neki ljudi lako mogu bez njega. IN podvodni svijet Postoje mnoge životinje koje nemaju hidrostatički aparat. Za putovanja koriste alternativne metode.

Dubokomorske vrste provode cijeli život na dnu i ne osjećaju potrebu da se dižu do gornjeg sloja vode. Zbog ogromnog pritiska, vazdušna komora, čak i da postoji, momentalno bi se sabijala i sav vazduh bi izašao iz nje. Kao alternativa, koristi se akumulacija masti, koja ima gustoću manju od gustoće vode i također se ne sabija.

Neke ribe mogu lako preživjeti bez plivaće bešike.

Za ribe koje se moraju kretati vrlo brzo i mijenjati dubinu, mjehur može samo naštetiti. Takvi predstavnici morske faune (skuše) koriste samo pokrete mišića. To povećava potrošnju energije, ali i povećava mobilnost.

Hrskavica riba Takođe smo navikli da se snalazimo sami. Ne mogu da lebde nepomično na mestu. Njihov skelet je bez kostiju i stoga ima nižu specifičnu težinu. Osim toga, morski psi imaju vrlo veliku jetru, koja se dvije trećine sastoji od masti. Neke vrste mogu promijeniti njegov postotak i time učiniti svoje tijelo težim ili lakšim.

Vodeni sisari, kao što su kitovi i delfini, opremljeni su debelim slojem masnog tkiva ispod kože i plućima ispunjenim vazduhom.

Život na planeti Zemlji nastao je u vodenom okruženju svjetskih okeana, a svi smo potomci riba. Postoje naučne pretpostavke da je u procesu evolucije respiratornih organa kopnene životinje potekle su upravo od ribljeg mjehura.